官术网_书友最值得收藏!

第二講 化學組分

茶葉色香味品質,是鮮葉含有的多種化學成分及其變化產物的綜合反映。鮮葉中化學成分是形成茶葉品質的物質基礎,其化學成分的種類及其配比直接影響茶葉的品質。制茶的任務只是促進鮮葉中的化學成分向有利于茶葉品質形成的方向發展。茶樹鮮葉中一般水分含量75%,干物質含量25%。茶葉的化學成分由3.5%~7.0%的無機鹽和93.0%~96.5%的有機物組成。構成茶葉有機物或以無機鹽形式存在的基本元素有30余種,主要為碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、銅、鋁、錳、鋅、鉬、鉛、氯、氟、硅、鈉、鈷、鎘、鉍、錫、鈦、礬等。目前茶葉中已經分離、鑒定的已知化合物有700多種,其中包括初級代謝產物蛋白質、糖類、脂肪以及次級代謝產物多酚類、色素、茶氨酸、生物堿、芳香物質、皂素等。

茶葉品質的好壞主要取決于兩個方面:一是鮮葉內含物質的組成;二是合理的制茶技術。鮮葉是形成茶葉品質的物質因素,制茶技術則是形成茶葉品質的條件因素,合理的制茶技術能使有限的制茶原料獲得較好的制茶品質,讓鮮葉發揮較大的經濟價值。

一、鮮葉中的化學元素

(一)元素組成

從鮮葉中發現的化學元素近30種,組成水的H和O元素在鮮葉中占有決定性的份額(75%左右),如構成水的O元素占鮮葉總量的66.67%,構成水的H元素也占鮮葉總量的8.33%。鮮葉除水以外的干物質25%左右,這些干物質中所含的化學元素可以分成以下三類:即基本元素、次量元素和微量元素。

1.基本元素

一般含量占干物質1%以上,對茶樹生命活動非常必要,具有含量高,分布廣等特點,基本元素及含量情況見表2-3。

表2-3 鮮葉的基本元素及其含量

2.次量元素

一般含量占干物質的0.5%~1%,這些元素對茶樹的生命活動是必不可少的,含量具體情況見表2-4。

表2-4 鮮葉中次量元素及其含量

注:表中前8個元素含量與一般植物較接近,后4個元素含量在一般植物中沒有這樣高。

3.微量元素

一般含量很微,占干物質的0.005%(50μg/g)以下,它們與茶樹生命活動有密切的關系,具體元素及含量情況見表2-5。

表2-5 鮮葉中微量元素及其含量

注:Zn元素在一般植物中含量較高,而在茶樹中含量較少。

(二)化學元素含量與茶葉品質的關系

化學元素直接影響茶樹的生命活動,與茶樹體內物質的形成和轉化關系密切。在鮮葉或茶葉中,不同元素含量的高低可以反映鮮葉的老嫩程度,因此,茶葉中的化學元素含量不僅可以作為鮮葉嫩度的生化指標,也可以作為茶葉品質的一個生化指標,茶樹鮮葉中K、K及Ca含量與鮮葉嫩度遞減關系見表2-6。

表2-6 鮮葉中三個化學元素含量(占干重百分比)與鮮葉嫩度的關系

注:引自王澤農主編《茶葉生化原理》。

從表2-6可以看出,K和P兩種元素的含量是隨鮮葉逐漸老化而含量逐漸減少,即“嫩多老少”的變化規律。據研究,N、Na、Ni、Mo等元素的含量變化規律與K、P的變化規律一樣,也同樣表現出“嫩多老少”的規律。而Ca、Al、Mn、F、Sn、Pb、Zn、Be、Fe、Si、Ba等則表現出隨著鮮葉的逐漸老化含量逐漸增高的變化規律,即“嫩少老多”。

根據以上不同化學元素在不同嫩度的鮮葉中的變化規律,可以通過化學元素含量的測定來評定成品茶的品質(嫩度),嫩度較高的鮮葉中含有的有效成分較多,品質較好。

二、鮮葉中的主要化學成分

鮮葉的組成大體可分成水分和干物質兩大部分,干物質又可分為有機化合物和無機化合物兩部分,前者是干物質的主要組成部分,一般占干物質的93%~96.5%;后者含量較少,一般只占干物質的3.5%~7%,通常又將這些無機化合物稱為“灰分”。

鮮葉中的有機化合物是茶葉有效成分的主體,數量多,組成復雜。目前已經從茶葉中分離、鑒定的有機化合物超過450種;這些有機物可以分為含氮化合物、非氮化合物及其他化合物三大類。三類物質其中含量較多,對茶葉品質影響較大的主要有多酚類、氨基酸、芳香物,生物堿等。這些物質在鮮葉細胞中的主要分布位置及其含量見表2-7。

表2-7 鮮葉細胞的主要生化組成

注:引自王澤農主編《茶葉生化原理》。

(一)水分

水分是鮮葉的主要成分之一,其含量一般在75%左右,常因采摘的芽葉部位、采摘時間、氣候條件、茶樹品種、栽培管理、茶樹長勢等各種因素的差異而不同。

芽葉嫩度好,含水量高;反之,老葉含水量低。一般芽比第一葉高,第一葉比第二葉高,依次類推,但莖梗是疏導器官,含水量最高。同一天內不同時間采摘的鮮葉,早上采摘的鮮葉含水量最高,傍晚最低;晴天采摘的鮮葉含水量低,霧天高,雨天采摘鮮葉含水量特別高;茶樹品種不同,鮮葉的含水量也不同,一般是大葉種含水量比中葉種高,小葉種含水量最低。茶樹新稍的不同部位含水量比較見表2-8。

表2-8 茶樹新梢的不同部位含水量比較

1.水分存在的形態

鮮葉中的水分可分為自由水和束縛水,自由水含量約95%,束縛水含量約5%。自由水又叫游離水,主要存在于細胞液和細胞間隙中,呈游離態,可以自由流動,易通過氣孔向大氣擴散,調節體內水分平衡,茶葉中的可溶性物質通常都溶解在這種水里。它在茶葉加工中參與一系列反應,也是多種化學反應的主要介質,制茶中水分指標的變化及控制是對自由水而言。

束縛水又叫結合水,主要存在于細胞的原生質中。由于原生質膠粒表面帶有負電荷,水分子具有偶極,故能發生水合反應。水分子與膠粒緊密結合,在膠體外圍形成水膜,因此,它不能自由移動,也不能溶解其他物質,比自由水難蒸發,只有當原生質變性,親水性能喪事時,結合水才能脫離原生質體,游離為自由水,而后被蒸發。它對鮮葉原生質生物活性起重要作用,但在制茶過程中對成茶品質的形成影響較小。

2.水分在制茶中的作用

水分是茶葉加工過程中一系列化學變化的介質。在制茶過程中,鮮葉中的化學成分只有以分子或離子狀態分散在水中,才能通過有效碰撞發生化學反應。如黃茶“悶黃”不僅要茶葉含水量較高,而且空氣相對濕度也要接近飽和。同時,水分也是某些反應的基質,如蛋白質、糖、葉綠素、多酚類的水解或某些氧化還原反應。

鮮葉的含水量以及其在制造中減少的速度,與茶葉品質形成具有相關性。因此,在茶葉初制過程中,將水分減少的速度和程度作為制茶工藝的重要技術指標。如黃茶初制各工序水分變化,假定鮮葉含水量為75%,攤放葉含水量為60%~65%,初烘葉含水量20%~25%,足火后含水量為6%~7%。同時,水分也是成品茶質量檢驗的主要指標之一,黃茶一般要求含水量在7%以下。

(二)無機成分

茶葉中的無機成分是茶葉經過高溫完全灼燒后殘留下來總稱為“灰分”的物質,占干物質的4%~7%。它主要由一些金屬元素和非金屬氧化物組成。除氧化物外,還含有碳酸鹽等,統稱為粗灰分。通常規定黃茶總灰分小于7.0%,但不同國家和不同茶類對灰分含量的要求不同。

茶葉中灰分一般含有鐵、錳、鋁、鉀、鈣、鎂、磷、硫、氯等元素,其中以鐵、錳、鋁含量較高。因此,灰分通常呈棕黃色或灰綠色。茶葉中灰分可分為水溶性灰分、酸溶性灰分和酸不溶性灰分三部分。水溶性灰分主要是鉀、鈉、磷、硫等氧化物和部分磷酸鹽、硫酸鹽等,一般占茶葉總灰分的50%~60%。除酸不溶性灰分硅酸鹽、二氧化硅和雜質灰分外,絕大部分都溶于酸。

灰分的含量與茶葉品質有密切關系。水溶性灰分與茶葉品質呈正相關,鮮葉越幼嫩,含鉀、磷較多,水溶性灰分含量越高,茶葉品質越好。隨著新梢生長,葉片老化,鈣、鎂含量逐漸增加,水溶性灰分含量減少,茶葉品質下降。因此,水溶性灰分高低是區別鮮葉老嫩的標志之一。茶樹新梢的不同部位灰分含量比較見表2-9。

表2-9 茶樹新梢的不同部位灰分含量比較(占干物質總量百分比)

茶葉總灰分含量不能完全表明茶葉的老嫩和品質的高低。因為鮮葉經過加工之后,往往總灰分含量增加,可溶性灰分含量有所下降。出現這種現象的原因主要是由于是鮮葉在采制過程中沾有一些雜質,如灰塵、機械金屬粉末以及吸附一些礦物質等。因此在茶葉的采制過程中,應注意環境衛生。在商品茶檢測中,只將茶葉總灰分的含量作為茶葉衛生指標的一項量度。茶葉灰分的含量是茶葉出口檢測的項目之一。在國際貿易上對總灰分含量、可溶性灰分含量、酸不溶性灰分含量,都要求符合一定的標準。

(三)多酚類化合物

鮮葉中多酚類化合物含量為15%~25%,占干物質的比重很大,其中80%以上是黃烷醇類(又稱兒茶素),占鮮葉干物質總量的12%~24%。此外,黃烷酮類含量為干物質的2%~3%,黃酮醇類含量為干物質的3%~4%,還有酚酸類、花青素和花白素。兒茶素不僅含量多,而且對制茶品質影響較大。鮮葉嫩度不同,兒茶素含量差別很大。一般隨著鮮葉老化,兒茶素含量逐漸降低。季節不同其含量也有差異,一般夏茶的兒茶素含量較高,春茶較少。兒茶素含量及其組成與制茶品質的關系密切,一般來說,兒茶素含量高,茶湯滋味強。簡單兒茶素收斂性弱而不苦澀,酯型兒茶素苦澀味較強。

(四)蛋白質和氨基酸

鮮葉中蛋白質含量占干物質的25%~35%,一般是鮮葉較嫩,蛋白質含量較高。蛋白質主要由各種氨基酸組成,在一定的制茶條件下,蛋白質分解成氨基酸。有些氨基酸具有花香和鮮味,例如茶氨酸具有甜鮮滋味和焦糖香、苯丙氨酸具有玫瑰香味、丙氨酸具有花香味、谷氨酸具有鮮味;所以游離氨基酸是制茶品質中重要組成成分之一。

目前在茶樹各組織中已發現的氨基酸20多種,鮮葉中游離氨基酸含量一般占干物質總量的1%~3%,其中以茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等三種含量較多,占游離氨基酸含量的73%~88%。其中僅茶氨酸占總量的50%~60%,谷氨酸占13%~15%,天冬氨酸占10%。不同季節,鮮葉氨基酸含量不同。一般來說,春茶比夏茶含量高。鮮葉嫩度不同,氨基酸含量不同,總體而言,嫩葉比老葉含量高。但值得注意的是,嫩梗氨基酸含量比芽、葉多,其中,嫩梗中茶氨酸含量比芽葉高1~3倍。綠茶品質中嫩梗的香高味醇,可能與氨基酸含量較多有關。

(五)芳香物質

芳香物質是揮發性成分的總稱。鮮葉中芳香物質有近50種,含量為0.02%~0.05%。鮮葉中低沸點(200℃以下)芳香物質占比例很大,如沸點156~157℃、具有強烈青草氣的青葉醇,約占鮮葉芳香物質的60%。這些低沸點的香氣成分在制茶過程中大部分揮發或轉化,茶葉中僅剩微量。也有一些高沸點成分具有良好的香氣,如苯甲醇具有蘋果香,苯乙醇具有玫瑰香,芳樟醇具有特殊的花香,這些香氣物質直接構成茶葉香氣成分。

組成茶葉香氣的物質種類很多,含量極微,但其組合比例多樣,致使茶葉香氣類型多樣化,如紅茶中的甜香、綠茶中的栗香及黃茶中的鍋巴香等。這些差異性,一方面是由于鮮葉中化學成分組成不同,更重要的是制茶技術條件不同所造成。

(六)酶類

酶是植物細胞產生的具有催化功能的蛋白質。鮮葉中的酶類構成很復雜,有水解酶、磷酸化酶、裂解酶、氧化還原酶、移換酶、同分異構酶等,與茶葉生產加工關系密切的酶主要是水解酶和氧化還原酶。水解酶類中有淀粉酶、蛋白酶等,淀粉酶催化淀粉水解成糊精或麥芽糖、葡萄糖,蛋白酶催化蛋白質水解成氨基酸。氧化還原酶類有多酚氧化酶、過氧化物酶和抗壞血酸氧化酶等,多酚氧化酶能催化多酚類化合物氧化為鄰醌,進一步氧化、聚合、縮合成有色產物。

制茶過程中首先要有效控制酶的活化,促進催化作用,或抑制催化作用,或限制催化作用在某一范圍內,由此產生不同的化學反應產物,形成不同的茶葉品質。這些制茶技術主要是通過控制鮮葉組織機械損傷、葉溫和葉中含水量,來控制酶的催化作用。

(七)維生素

鮮葉中維生素可分為脂溶性維生素和水溶性維生素兩類。脂溶性維生素有維生素A(抗干眼病維生素)、維生素K(抗出血維生素);水溶性維生素有維生素B1(硫胺素,抗神經炎維生素)、維生素B2(核黃素)、維生素C(抗壞血酸維生素)、維生素PP(抗癩皮病維生素)、維生素P(黃酮類衍生物)。鮮葉中維生素以維生素C含量最高,它隨著鮮葉的老化而增加;維生素C是還原性基質,很容易被氧化。

(八)生物堿

鮮葉中的生物堿,主要是咖啡堿、可可堿、茶葉堿,其中以咖啡堿含量最高,一般其含量在2%~5%,其他兩種生物堿含量甚微??Х葔A是一種無色針狀結晶微帶苦味的含氮化合物,直接對咖啡堿加熱至50℃時成為無色結晶體,至120℃時開始升華,一般不溶于冷水而溶于熱水呈弱堿性;它是構成茶湯滋味的主要物質之一。

咖啡堿在制茶過程中較穩定,變化很少,茶葉中咖啡堿含量主要由鮮葉中咖啡堿含量決定。鮮葉中咖啡堿含量隨著新梢生長而降低(見表2-10)。梗的含量比葉子底,嫩葉比老葉含量高。咖啡堿含量除了與鮮葉嫩度相關外,不同品種、不同季節也不相同。一般是大葉種比小葉種含量高,夏茶比春茶含量高。

表2-10 咖啡堿在茶樹新梢不同部位含量比較

(九)糖類

糖類物質又稱為碳水化合物,其在鮮葉中占干物質重的20%~30%,主要有單糖、雙糖和多糖三種。單糖主要有葡萄糖、半乳糖、果糖、甘露糖等,雙糖主要有麥芽糖、蔗糖、乳糖等,單糖和雙糖均溶于水,具有甜味,是構成茶湯滋味的重要成分,是形成茶葉板栗香、焦糖香、甜香等香氣的前體物質。鮮葉中多糖是由多個單糖縮合而成的高分子化合物,主要有淀粉、纖維素、半纖維素以及果膠素、木質素等。多糖沒有甜味,是非結晶的固體物質,大多數不溶于水。

淀粉是由許多α-葡萄糖分子縮合而成的,在制茶過程中可以水解為麥芽糖、葡萄糖,促使單糖增加,改善茶葉滋味;淀粉不容于茶湯,但在一定的制茶條件下,可轉化為可溶性糖,能夠增進茶湯的香味。

纖維素和半纖維素是由許多β-葡萄糖分子組成的鏈狀高分子化合物,不溶于水,但可以吸水膨脹,是組成細胞壁的主要成分,主要起支持作用;其含量隨著鮮葉老化而增加,因此含量高低是鮮葉老嫩的重要標志之一。

果膠質是糖類物質的衍生物,是具有黏稠性的膠體物質。果膠質與纖維素等結合在一起,構成鮮葉的支持物質。果膠質可以將相鄰細胞黏合在一起,對形成茶條緊結有一定作用,水溶性果膠具有黏性,有利于茶葉形狀的形成。水溶性果膠可以溶解于茶葉中,能增進茶湯濃度和甜醇滋味。

糖類物質是生物體生命活動的物質基礎,大部分伴隨茶樹新梢的成熟而增加,具體見表2-11。

表2-11 茶樹新梢各部位糖類含量分布

(十)色素

鮮葉中含有多種色素,其中對茶葉品質影響較大的有葉綠素、花黃素、葉黃素、胡蘿卜素和花青素,約占總干物質重量的1%。葉綠素的含量一般為0.24%~0.85%。隨著芽葉伸育,葉綠素含量逐漸增加(見表2-12),致使嫩葉呈黃綠色,老葉呈深綠色。此外,茶樹品種不同,施肥、遮陰等栽培管理技術不同,葉綠素含量也不同。

表2-12 不同芽葉葉綠素含量

葉綠素可分為兩種類型:一種是葉綠素a,呈墨綠色;另一種是葉綠素b,呈黃綠色。這兩種葉綠色均屬于脂溶性色素,不溶于水。不同鮮葉中葉綠素含量不同,鮮葉呈現深淺不同的綠色。葉綠素中的鎂原子在酸性和濕熱的條件下容易被氫取代,形成脫鎂葉綠素(或稱去鎂葉綠素),從而使原來具有光澤的鮮綠色變成褐綠色。葉綠素受熱分解為葉綠酸(溶于水的一種綠色色素)和葉綠醇(無色油狀液體),由親脂性變成具有一定的親水性。

主站蜘蛛池模板: 江陵县| 曲阳县| 开阳县| 邯郸县| 湖州市| 梅州市| 横山县| 淮北市| 沂源县| 孟津县| 简阳市| 越西县| 景谷| 饶河县| 诸暨市| 太谷县| 易门县| 台州市| 靖江市| 长沙县| 尚志市| 民县| 和顺县| 武功县| 北川| 武宣县| 屏东县| 墨竹工卡县| 茌平县| 福州市| 濮阳县| 曲松县| 长寿区| 伽师县| 鄱阳县| 大田县| 洛扎县| 浑源县| 兰考县| 海阳市| 富源县|